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全书内容概述1

第一篇 资源篇39

第一章 石油、天然气和煤炭资源39

第一节 化石能源39

一、概述39

二、化石能源的生产和消费39

第二节 石油资源40

一、石油储量40

二、石油产量50

三、石油消费量56

第三节 天然气资源61

一、天然气储量61

二、天然气产量63

三、天然气消费量64

四、中国天然气储量和产量71

第四节 煤炭资源72

一、煤炭储量72

二、煤炭生产量73

三、煤炭消费量75

四、世界煤炭贸易80

五、煤炭价格81

第五节 特重原油和天然沥青资源82

一、概述82

二、加拿大油砂沥青资源84

三、中国油砂资源85

四、委内瑞拉特重原油资源85

五、天然沥青和特重原油的输送86

第六节 油页岩资源87

一、油页岩性质87

二、世界油页岩资源87

三、中国油页岩资源89

四、油页岩的开发90

第七节 煤层气资源91

一、概述91

二、中国的煤层气资源92

三、中国煤层气开发利用情况93

第八节 天然气水合物95

一、概况95

二、天然气水合物资源量96

三、天然气水合物开发和生产97

四、中国天然气水合物的研究开发97

五、其他国家天然气水合物研究开发情况98

参考文献99

第二章 核能、生物质和其他可再生能源资源100

第一节 概述100

第二节 核能101

一、核能概况101

二、核电站104

三、第四代核反应堆106

四、核供热堆107

五、核能生产氢燃料110

第三节 生物质能源111

一、生物质是重要的替代能源资源111

二、生物质能源使用现状111

三、发展生物质能源的生产112

四、建立生物质能源市场114

五、中国的生物质能源资源114

第四节 太阳能116

一、概述116

二、太阳能的利用方式116

三、中国的太阳能资源116

第五节 风能资源117

一、概述117

二、中国风力资源及风力发电状况118

参考文献119

第三章 石油需求与供给的可持续性120

第一节 中国经济发展与能源消费120

一、经济发展目标120

二、中国的能源需求120

第二节 预测方法和情景分析121

一、能源情景分析方法121

二、能源强度系数分析方法127

第三节 世界和中国的石油需求量129

一、世界石油需求量预测129

二、中国的石油需求量预测141

第四节 按应用部门预测能源消费量143

一、运输部门石油需求量143

二、工业部门石油需求量149

三、商业部门石油需求量150

四、民用燃料需求量150

第五节 世界石油的供应151

一、石油生产能力151

二、石油贸易152

第六节 石油产能峰值和补充替代154

一、石油供需的矛盾154

二、石油生产能力的峰值155

三、石油的补充和替代157

第七节 石油供应的几个问题163

一、安全问题163

二、石油价格164

参考文献166

第二篇 生产技术篇169

第四章 非常规石油的开采和加工169

第一节 补充能源概况169

第二节 油页岩170

一、油页岩开采技术170

二、油页岩干馏技术和干馏炉型172

三、油页岩工业178

四、页岩油加工180

五、油页岩发电技术186

六、油页岩工业的技术经济187

七、油页岩工业与环境190

第三节 加拿大的油砂沥青192

一、天然沥青的性质192

二、天然沥青的生产192

三、天然沥青的稀释197

四、油砂沥青的生产与环境198

五、油砂沥青的加工改质199

六、油砂沥青联合加工208

七、油砂沥青运输和销售211

八、沥青生产的技术经济212

九、加拿大沥青工业化生产214

第四节 重质原油216

一、重质原油开采方法216

二、重质原油加工技术218

三、重质原油改质工厂220

四、乳化油222

参考文献223

第五章 煤炭的直接液化225

第一节 概述225

第二节 煤炭的组成与结构特征226

一、煤炭的组成和特点226

二、煤炭液化与煤炭性质的关系227

第三节 煤炭直接液化技术229

一、工艺目的229

二、反应机理230

三、煤炭直接液化用催化剂230

四、煤炭直接液化工艺用溶剂231

五、煤炭直接液化的工艺条件231

六、煤炭直接液化工序232

七、煤炭直接液化过程的物料平衡232

八、煤炭直接液化反应器233

第四节 煤炭直接液化工业234

一、煤炭直接液化工业发展历史及现状234

二、早期的煤加氢液化技术237

三、IGOR工艺243

四、HTI工艺244

五、NEDOL工艺246

六、神华工艺247

七、各种煤加氢液化工艺的比较248

八、其他开发中的煤炭直接液化工艺250

九、煤加氢液化的联合工艺254

十、技术成果和进步255

十一、煤炭直接液化工艺的工程问题255

十二、中国煤制油工业的发展256

第五节 煤-油联合加工技术258

一、煤-油联合加工技术的特点258

二、煤-油联合加工工艺的试验结果259

三、煤-油联合加工技术在炼油厂中应用的经济性评价259

第六节 煤炭直接液化产品的性质及其精制261

一、液化生成油261

二、煤炭直接液化的石脑油263

三、煤炭直接液化的中馏分油264

四、煤炭直接液化的重油264

五、煤炭直接液化残渣的利用265

第七节 煤炭直接液化的技术经济268

一、煤炭直接液化的技术经济268

二、煤炭直接液化经济效益探讨272

参考文献273

第六章 生物质非气化途径生产运输燃料274

第一节 概述274

第二节 生物质的组成和性质275

一、生物质工业分析276

二、生物质元素组成及热值277

三、生物质的有机化合物组分278

第三节 生物质发酵法生产燃料乙醇280

一、乙醇汽油的生产和使用现状280

二、乙醇汽油的特性281

三、粮食发酵法生产燃料乙醇282

四、纤维素生产燃料乙醇287

五、P-系列燃料309

第四节 生物柴油311

一、概况311

二、生产工艺312

三、生物柴油的性质和质量标准313

四、生物柴油生产现状316

五、生物柴油生产工艺318

六、生物柴油的原料320

七、副产品甘油的应用322

八、新一代生物柴油326

九、生物柴油的环境效应327

十、生物柴油的经济性328

十一、生物柴油生命周期分析329

十二、中国生物柴油技术的开发现状330

十三、发展生物柴油的几点建议331

十四、微藻制取生物柴油331

第五节 生物质热解生产液体燃料346

一、概述346

二、生物质热解工艺347

三、生物原油的性质349

四、生物原油的加工350

五、生物原油的应用351

六、生物油重整制氢技术352

七、生物质热解经济分析352

第六节 合成气发酵法生产乙醇353

一、现状353

二、工艺技术353

三、合成气发酵的化学和微生物学354

四、工业化前景354

第七节 生物质发电技术355

一、发展概况355

二、生物质发电技术356

三、生物质发电的环境效应357

四、中国的生物质发电情况358

参考文献358

第七章 煤炭、天然气和生物质生产合成气361

第一节 概述361

第二节 合成气的生产现状362

一、合成气的用途362

二、合成气生产技术的发展和进步363

三、生产合成气的原料363

四、合成气的生产成本364

第三节 天然气生产合成气364

一、天然气生产合成气的化学364

二、生产合成气的工艺技术365

三、天然气生产合成气的技术经济384

第四节 煤炭生产合成气384

一、概述384

二、煤炭造气的化学385

三、气化炉技术388

四、工业化的气化炉技术392

五、其他气化炉403

六、气化炉技术进步展望412

七、合成气净化技术412

八、煤制合成气的技术经济分析418

九、煤制替代天然气419

第五节 生物质生产合成气420

一、概述420

二、生物质生产合成气421

参考文献429

第八章 合成气生产醇醚燃料431

第一节 概述431

第二节 合成甲醇431

一、现状431

二、甲醇合成的化学435

三、甲醇质量标准436

四、甲醇合成专利技术438

五、甲醇合成反应器专利技术452

六、粗甲醇蒸馏技术459

七、甲醇燃料的应用459

八、催化剂及其研究开发现状462

九、甲醇合成工厂大型化465

十、甲醇合成的技术经济466

十一、甲醇合成新技术471

十二、生物质生产甲醇477

十三、甲醇生产汽油（MTG）技术477

第三节 合成二甲醚478

一、二甲醚的性质478

二、二甲醚的生产工艺479

三、二甲醚的燃料应用487

四、二甲醚的消费与市场前景489

参考文献490

第九章 合成气生产油品与联产电力、化工产品492

第一节 概述492

第二节 费托合成的化学493

一、费托合成的基本化学过程493

二、合成气组成和操作压力对选择性和产率的影响495

三、温度对合成反应的影响495

四、合成催化剂及产品分布496

五、费托合成产品及其应用496

第三节 费托合成催化剂499

一、概述499

二、费托合成催化剂的性质500

第四节 费托合成反应器502

一、早期的费托合成反应器503

二、近期开发的费托合成反应器504

第五节 费托合成技术512

一、工业化的费托合成技术512

二、开发中的费托合成技术522

第六节 费托合成技术的产业化529

一、美国进行的工作529

二、中国费托合成工业的情况536

第七节 费托合成与联产电力化工产品537

一、概述537

二、IGCC发电-联产技术538

三、费托合成燃料与电力的联产539

四、温室气体零排放的联产方案542

五、煤基费托合成油工业的发展前景546

第八节 费托合成的技术经济548

一、天然气生产合成油的技术经济548

二、煤基费托合成油厂的技术经济553

三、生物质生产合成燃料油的经济性558

参考文献560

第十章 化石能源、可再生能源和核能制氢562

第一节 概述562

第二节 用水制氢564

一、电解水制氢564

二、热化学循环水分解制氢566

三、高温热解水制氢566

第三节 化石能源制氢566

一、煤制氢566

二、天然气制氢578

三、轻油和炼厂气制氢582

四、重油制氢583

五、其他化学品制氢584

六、化石能源制氢小结585

第四节 生物质制氢586

一、概述586

二、生物质气化制氢588

三、生物油裂化-重整制氢590

第五节 太阳能和风能制氢系统591

一、太阳能制氢591

二、风能制氢598

第六节 生物质光生物法制氢601

一、概述601

二、微生物转化制氢601

三、绿藻制氢602

四、发酵法制氢606

五、生物制氢联合工艺606

六、生物质光生物制氢法前景展望607

第七节 核能制氢608

一、核反应堆发电技术608

二、核供热技术608

三、核能和氢气生产609

第八节 分散式制氢装置616

一、分散式制氢装置616

二、分散式制氢的工艺技术616

三、整体式制氢系统622

四、车载制氢系统625

第九节 氢燃料生产的技术经济626

一、可采用的制氢技术及经济指标预测626

二、不同制氢方法的成本指标627

三、大型制氢工厂建设投资和制氢成本628

四、分散式制氢站的经济评估632

参考文献633

第十一章 非石油原料生产低碳烯烃和芳烃636

第一节 概述636

第二节 甲醇制低碳烯烃工艺637

一、工艺的原理637

二、SAPO-34分子筛的特性639

三、工艺流程642

四、工艺技术特点644

五、与炼油FCC工艺的比较649

六、国内外应用现状651

七、C+ 4裂解技术653

八、技术经济分析654

第三节 甲醇制丙烯的MTP工艺657

一、工艺原理657

二、MTP工艺技术现状659

三、反应器结构661

四、技术经济分析663

第四节 天然气（甲烷）制芳烃技术664

一、甲烷有氧芳构化技术664

二、无氧气氛下甲烷芳构化研究及进展665

第五节 甲烷氧化耦联（OCM）制乙烯技术668

一、反应机理668

二、催化剂研究进展669

三、OCM工艺研究进展670

四、OCM工程技术进展672

第六节 生物质制化学品的炼制技术进展672

一、生物质炼制的定义673

二、生物质炼制的过程674

三、生物质炼制的化学产品674

四、生物质炼制的产业规模679

五、小结680

参考文献682

第三篇 应用篇687

第十二章 交通运输工具的耗能与节能687

第一节 交通运输量和运输燃料687

一、世界交通工具和运输量预测687

二、运输结构和运输燃料690

第二节 轻型汽车的用能与节能694

一、世界轻型汽车的保有量及发展趋势694

二、汽车的燃料消耗696

三、汽车油耗标准和燃油效率698

四、摩托车的能耗702

第三节 重型汽车的用能与节能703

一、重型汽车的分类和数量703

二、重型汽车的燃料效率708

第四节 替代燃料汽车711

一、世界生物燃料替代概况711

二、乙醇燃料汽车713

三、甲醇燃料汽车715

四、二甲醚燃料汽车717

五、天然气燃料汽车717

六、液化石油气燃料汽车718

第五节 电动汽车719

一、纯电动汽车719

二、混合动力汽车720

三、燃料电池汽车726

第六节 空运、水运和铁路运输736

一、航空运输736

二、水路运输737

三、铁路运输738

第七节 运输过程能量效率739

参考文献742

第十三章 氢燃料的供应744

第一节 氢的储存是发展氢燃料汽车的关键744

第二节 氢的气态储存747

一、压缩氢的常温储存747

二、压缩氢的深冷储存749

三、压缩氢的地下储存750

第三节 氢的液态储存751

一、液氢的生产751

二、液氢的储存752

第四节 氢的吸附态储存754

一、碳纳米吸附材料754

二、活性炭吸附材料756

三、其他吸附材料757

四、吸附态储存的研究开发工作要点758

第五节 氢的化合态储存758

一、单一金属氢化合物758

二、化学氢化合物储氢材料762

三、车载设备和产氢流程764

四、化合态储存氢材料的初步评选768

第六节 氢的气态输送769

一、氢气的管道输送769

二、氢气的压力容器拖车输送773

第七节 氢的液态输送775

一、液氢的汽车运输775

二、液氢的铁路和船舶运输777

第八节 加氢站778

一、加氢站的规模和配置778

二、加氢站的投资779

第九节 储存和运输的综合评估783

参考文献787

第十四章 燃料电池和动力蓄电池790

第一节 燃料电池790

一、概述790

二、燃料电池的分类790

三、燃料电池系统793

四、燃料电池性能802

五、燃料电池研究开发工作807

六、燃料电池的成本和价格813

第二节 动力蓄电池821

一、三种蓄电池的性能比较822

二、动力蓄电池的研究开发工作安排826

三、动力蓄电池经济指标827

四、动力蓄电池技术进步展望828

参考文献829

第十五章 运输燃料生产和应用中的环境影响830

第一节 概述830

第二节 向大气层排碳与全球的碳循环831

一、全球气候变暖的主要原因831

二、温室气体CO2的来源及减排方案843

第三节 运输车辆排放温室气体的综合分析848

一、车辆-燃料的循环分析（WTW）848

二、替代运输燃料的WTW分析与环境效应856

第四节 二氧化碳的减排和捕获863

一、CO2捕获技术864

二、配置CO2捕获系统对技术经济的影响865

第五节 二氧化碳的运输和封存871

一、二氧化碳的运输方式871

二、二氧化碳的地质封存和利用872

参考文献881

第十六章 宏观方案技术经济分析评估883

第一节 概述883

第二节 技术经济指标基础数据883

一、以煤为原料制取石油替代运输燃料884

二、以生物质为原料制取石油替代运输燃料888

三、其他可再生能源与核能制取石油替代运输燃料891

四、各种能源发电892

第三节 具体分析论证900

一、不同原料生产同类产品900

二、同一原料生产不同产品902

三、两种原料交叉生产两种产品902

四、以电代油混合动力轿车和纯电动客车903

五、煤发电与煤制油联合生产的经济论证904

六、氢能运输燃料的经济论证906

参考文献907

总结和刍议909

初步总结909

一、石油资源需求与供应的矛盾及其化解措施909

二、常规石油的补充与替代路线912

三、运输燃料和运输工具间的适配性924

四、综合能源效率和排碳强度分析927

几条刍议929

缩略英语词933